新奇有趣的家庭小實驗的開發途徑的研究

新奇有趣的家庭小實驗的開發途徑的研究

柯橋區蘭亭鎮中學

柯橋區齊賢鎮中學

摘要：家庭小實驗作為課堂實驗的延伸,它不僅是課堂知識的重現和利用,更是知識和能力的進一步重組、提升和拓展。本文通過利用廢棄物品、生活用品、實驗器材、科教玩具、數碼科技等五種途徑進行開發研究。

關鍵詞：家庭小實驗;開發;途徑;

1 開發途徑

1.1 利用廢棄物品開發實驗

我們可以利用生活中的許多廢棄物品進行實驗探究,既可以化廢為寶,又能體現環保,更可以拉近科學與生活的距離,同時在鍛煉學生動手能力的基礎上培養學生的實驗技能及創新能力。

具體小實驗案例:

1.「探究壓強大小與深度的關係」(小實驗1)

找一個礦泉水瓶,在瓶壁上劃幾刀,然後用橡皮筋綁緊,在上面裝上橡皮塞和橡皮管,如圖1所示,在橡皮管的另一端也裝橡皮塞和半個去了底的礦泉水瓶,這樣可以把水倒入礦泉水瓶中,倒入水後,隨著上面的半個礦泉水瓶的提高,下面的礦泉水瓶會出現水澆出來的現象,而且上面升得越高,下面水澆得更遠、更多。

圖1 小實驗1示意圖

2.「探究升華和凝華實驗」(小實驗2)

家裡找一個中號的棕色瓶,再找一個小氣球,還有能發綠光或紅光的手電筒一個,按圖2所示進行組裝。需要注意的是,手電筒是裝在瓶子的下面。在瓶里放一些乾冰,然後把氣球套在瓶口,把手電筒打亮,讓它照著瓶底,這時可以看到氣球逐漸變大,瓶里的乾冰直接從固態變成氣態。同時,在手電筒和瓶子底部之間的光中,可以看到有好多雪花在飛,這主要是因為空氣中的水蒸氣遇冷,直接由氣態變成固態。

圖2 小實驗2示意圖

1.2 利用生活用品開發實驗

學生日常生活中有許多常用物品,如果利用生活用品來開發實驗,會使學生更願意親近它,更願意嘗試它,更願意思考它。生活用品具有獨特的親和力,會促進學生熱愛科學,更好地培養學生的興趣。

具體小實驗案例:

1.探究浮力大小的影響因素

用一根竹棒、一根線、一個鉤碼、兩杯水和捏成球形的橡皮泥,然後同時把橡皮泥和鉤碼浸沒水中,可以看到鉤碼這邊下沉,這說明浮力大小跟排開水的體積有關;如果把右邊的鉤碼換成是同樣體積但形狀不同的橡皮泥可以研究浮力大小跟形狀無關,當然還可以把下面的其中一杯水換成鹽水,可以進一步探究浮力大小跟液體密度的關係。

2.探究流速與氣壓的關係

把氣球貼在光碟的中間圓孔上,然後把氣球充滿氣,放在一塊玻璃板下面,這時我們認為是會掉下來的,結果不會,為什麼呢?可以讓我們探究,分析原因是因為流速大,壓強小,下面的大氣壓把光碟往上壓,所以不會掉下來。

1.3 利用實驗器材組合實驗

家庭小實驗的開發也可以用一些實驗室中的實驗器材進行開發,如像一些廢舊的實驗器材,有的我們也可以把它變廢為寶,把一些實驗器材進行簡單的組合,自製一些小實驗,來滿足我們的教學所需,從而彌補教材的空缺。

具體小實驗案例:

1.短路的危害演示實驗(小實驗3)

用220 V的交流電源給12 V的蓄電池充滿電。接好如圖3所示的電路,用蓄電池作電源,用摩托車燈泡發光。在電路中裝一個交流電流表,先把三根細銅絲擰成一股,長度定為16 cm作為負載並與燈泡並聯。在銅絲上塗上松香和紅磷,這樣這個短路絲就製作完成了。閉合開關,先看到電流表滿偏和燈熄滅,接著看到銅線著火併熔斷,熔斷後燈又亮了,現象非常震撼。(本實驗需要教師充分準備並切實注意安全)

圖3 小實驗3示意圖

2.探究串並聯燈泡的亮暗(小實驗4)

找來兩個燈泡,一個100 W,一個40 W。先用導線串聯好,讓學生猜哪個亮,學生根據初二的知識,肯定會說是一樣亮,教師這時閉合開關,學生奇怪了,怎麼是40 W的燈泡亮?再問如果把100 W的燈泡改成是200 W的燈泡後,會怎麼樣?然後,再並聯讓他們猜哪個更亮,從而引發學生的認知衝突,最終得出亮暗不是由電流決定的,而是由電功率決定的。

1.4 利用科教玩具開發實驗

很多科教玩具都是利用科學原理設計製作的,所以玩具也是一種難得的課程資源,我們可以把這些科教玩具應用於教學,利用科教玩具開發家庭小實驗,這樣可以更好地貼近我們的生活,而且可以讓我們在玩中學,在學中思,在思中創,在創中固(鞏固複習舊知識)。

具體小實驗案例可以用浮沉子和飲水鳥永動機等。

1.5 利用數碼科技開發實驗

隨著信息技術的發展,數碼產品+教育也日益凸顯出其優勢,如我們可以用感測器來設計和開發實驗(像氣體對外做功和外界對氣體做功、晶體的熔化等),藉助數碼科技產品和感測器,可以使實驗現象更明顯,效果更好,從而可以提高課堂效率。

具體小實驗案例:

1.探究氣體對外做功和外界對氣體做功(小實驗5)

如圖4所示,大號針筒裝有感測器,當手把針筒口堵住並用力推針筒活塞時,可以看到感測器主機上溫度示數大幅度上升,相當於外界對氣體做功,內能增加。當針筒活塞向外拉時又看到感測器示數下降,此時相當於氣體對外做功。

圖4 小實驗5示意圖

2. 月相演示儀(小實驗6)

如圖5所示,此裝置由三部分組成,一個一半白一半塗黑的乒乓球,一個攝像頭及一個會轉的底座。使用時,把攝像頭插在電腦上,就可以動態演示月相的整個變化過程以及光的直線傳播等。

圖5 小實驗6示意圖

2 開發反思

家庭小實驗開發的方向主要向著「三高一低」看齊,所謂的三高即:高見度(實驗現象要明顯,效果要好)、高成功率(設計和開發實驗時要多考慮實驗的成功率)、高透明度(最好都是透明的,像塑料瓶之類的);一低為「低成本」(價格低廉且易得),當然在以後的開發中,我們把以驗證性實驗為主改成是探究性實驗為主,要充分發揮學生的主觀能動性,多讓學生參與其中,使他們充分體驗科學的樂趣的同時努力培養自己的實驗技能和動手能力。同時,利用發達的互聯網建立相應的平台,供廣大愛好者一起交流、討論。

作者簡介：黃建林(1978-),男,中學高級教師,主要從事中學物理教學工作,曾獲浙江省初中科學教師實驗技能大賽個人決賽一等獎(省第一名)。

基金：浙江省教研室基金「『高見度』微創實驗的開發和教學研究」(06329)的研究成果

文章來源於《物理教學探討》2017,01(35),58-59+61

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